到達目標
Ｃ言語を用いて工学的に有用な数値計算を行うための知識の習得を目標とする．
・ Ｃ言語における関数について理解できる．
・ 数値計算における誤差が理解できる．
・ 数値積分・数値微分の数値解法が理解できる．
・ 非線形方程式の数値解法が理解できる．
・ 行列・連立方定期式の計算法が理解できる．
・ 常微分方程式の数値解法が理解できる．
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 数値計算における誤差について十分理解しており，計算精度に考慮したプログラムを作成できる． | 数値計算における誤差について理解しており，ある程度計算精度に考慮したプログラムを作成できる． | 数値計算における誤差について理解できていない． |
| 評価項目2 | 数値積分法と数値微分法を十分理解しており，計算精度に考慮したプログラムを作成できる． | 数値積分法と数値微分法を理解しており，ある程度計算精度に考慮したプログラムを作成できる． | 数値積分法と数値微分法について理解できていない． |
| 評価項目3 | 非線形方程式と常微分方程式の数値解法を十分理解しており，計算精度に考慮したプログラムを作成できる． | 非線形方程式と常微分方程式の数値解法を理解しており，ある程度計算精度に考慮したプログラムを作成できる． | 非線形方程式と常微分方程式の数値解法について理解できていない． |
| 評価項目4 | 行列・連立方定期式の計算法を十分理解しており，計算精度に考慮したプログラムを作成できる． | 行列・連立方定期式の計算法を理解しており，ある程度計算精度に考慮したプログラムを作成できる． | 行列・連立方定期式の計算法について理解できていない． |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
(1) 数学的に正しい数式 (2) プログラミング言語の文法を知っているだけでは，工学的に有用な計算結果を得ることが難しい場合がある．講義では「桁落ち」「打ち切り誤差と丸め誤差」「数値積分法」「数値微分法」「非線形方程式の解法」「行列の数値計算」「常微分方程式の解法」などの説明を行う．
授業の進め方・方法:
授業は第１演習室（情報処理教育センター）で行う．室内に設置の中間モニターやプロジェクタを用い教師用端末の画面や書画カメラからの画像を示しながら解説する．解説の後，各自実際にＣ言語によるプログラミングの実習を行う．
注意点:
授業時間内だけでは，プログラムの作成時間が十分でない．空き時間や放課後を利用し，プログラムを完成させること．
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
数値計算における誤差(1) |
コンピュータ内での数値の表現方法について理解している．
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| 2週 |
数値計算における誤差(2) |
数値の丸めと桁落ちの発生について理解している．
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| 3週 |
数値計算における誤差(3) |
多数の数の足し合わせと情報落ちの発生について理解している．
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| 4週 |
数値積分法(1) |
台形公式とシンプソンの公式について理解している．
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| 5週 |
数値積分法(2) |
分割数と計算精度の関係，リチャードソン補外による精度向上について理解している．
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| 6週 |
数値微分法 |
数値微分の計算方法について理解している．また，刻みと計算精度について理解している．
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| 7週 |
情報セキュリティ |
K-SECの高学年向け共済を利用し，その内容を理解している．
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
非線形方程式の数値解法(1) |
Newton法について理解している．
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| 10週 |
非線形方程式の数値解法(2) |
２分法について理解している．
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| 11週 |
行列・連立方定期式の計算法(1) |
ガウスの消去法について理解している．
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| 12週 |
行列・連立方定期式の計算法(2) |
ＬＵ分解法について理解している．
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| 13週 |
常微分方程式の数値解法(1) |
オイラー法とホイン法について理解している．
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| 14週 |
常微分方程式の数値解法(2) |
ルンゲクッタ法と他の解法による計算精度について理解している．
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| 15週 |
テスト返却 |
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| 16週 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 基礎的能力 | 工学基礎 | 情報リテラシー | 情報リテラシー | 同一の問題に対し、それを解決できる複数のアルゴリズムが存在しうることを知っている。 | 4 | |
| 与えられた基本的な問題を解くための適切なアルゴリズムを構築することができる。 | 4 | |
| 任意のプログラミング言語を用いて、構築したアルゴリズムを実装できる。 | 4 | |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 情報処理 | プログラムを実行するための手順を理解し、操作できる。 | 4 | |
| 定数と変数を説明できる。 | 4 | |
| 整数型、実数型、文字型などのデータ型を説明できる。 | 4 | |
| 演算子の種類と優先順位を理解し、適用できる。 | 4 | |
| 算術演算および比較演算のプログラムを作成できる。 | 4 | |
| データを入力し、結果を出力するプログラムを作成できる。 | 4 | |
| 条件判断プログラムを作成できる。 | 4 | |
| 繰り返し処理プログラムを作成できる。 | 4 | |
| 一次元配列を使ったプログラムを作成できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 30 |
| 専門的能力 | 60 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 60 |
| 分野横断的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 |